vulcani

APPUNTI DI SCIENZE della TERRA
Prof.ssa Patrizia Moscatelli
Liceo Scientifico Statale Vito Volterra
I vulcani
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1 . Vulcani
Che cos’è un vulcano
C'è un'isola piccola isola pochi
chilometri a nord della Sicilia
che ha dato il nome a tutti i
vulcani del mondo: l'isola di
VULCANO. Secondo gli antichi
greci era su quest'isola che il
Dio
Vulcano
abitava
e
lavorava nella sua mitica
fucina. L'isola di Vulcano fa
parte di uno degli arcipelaghi
più spettacolari del pianeta:
L'arcipelago delle isole Eolie.
Un arcipelago formato da
sette distinte isole vulcaniche:
Alicudi,
Filicudi,
Panarea,
Lipari, Salina, Stromboli e Vulcano. Attraverso le sonde si è potuto osservare l’aspetto
dei vulcani e della loro attività anche nel Sistema solare. ll più grande vulcano finora
conosciuto è su Marte e l’attività vulcanica più intensa è quella di Io, un satellite
interno di Giove, le stesse rocce della crosta lunare sono dovute ad un’intensa attività
vulcanica. Ma cosa sono i vulcani?
Da molti anni l'uomo si interroga su queste domande e già nel 79 d.c. Plinio il Giovane
descrisse in due lettere a Tacito l'eruzione del Vesuvio che provocò una delle più
famose catastrofi naturali della Storia, quella di Ercolano e Pompei. Plinio il Giovane
trasformò queste due lettere in una descrizione estremamente dettagliata dei
fenomeni vulcanici da lui osservati tanto che molti dei termini scientifici usati oggi in
materia di vulcanologia derivano e traggono ispirazione da questo inestimabile
manoscritto. Anche nella classificazione che ad oggi viene usata per distinguere i
diversi tipi di vulcani, introdotta dal geologo francese Lacroix nel 1908, si usano alcuni
termini di Plinio il Giovane.
Il vulcano è una spaccatura della crosta terrestre attraverso la quale vengono
emessi, in modo continuo o discontinuo, materiali solidi , fluidi, aeriformi ad elevata
temperatura.
Risalita del magma
Vulcano e attività vulcanica sono termini che evocano immagini a tutti abbastanza
familiari, eppure la definizione del fenomeno vulcanico nel suo insieme è tutt'altro che
semplice, sia per la complessità e la molteplicità dei processi che comprende, sia per
le strutture e i prodotti cui da origine.
Tuttavia, un aspetto almeno del vulcanismo appare comune a tutte le sue
manifestazioni, ed è la risalita, dall'interno della Terra, di materiali rocciosi allo stato
fuso mescolati a gas e vapori, tutti ad alte temperature, che, una volta giunti in
superficie, si raffreddano rapidamente e si solidificano oppure si disperdono
nell'atmosfera.
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Tali masse fuse, chiamate magmi, provengono dalla parte alta del sottostante mantello (in genere tra i 15 e i 100
km di profondità). Il processo di fusione si verifica in presenza di particolari
condizioni chimiche e fisiche (come aumento di temperatura, diminuzione di
pressione, arrivo di fluidi).
Il processo di fusione delle rocce avviene gradualmente: materiale in origine molto caldo, ma ancora solido, si
trasforma in una massa pastosa, al cui
interno sono presenti minuscole gocce
di magma che si separano dal residuo
refrattario. Quando un volume pari al
5-20 % del materiale originario è fuso,
le singole gocce trovano spazio sufficiente per muoversi e fondersi con altre. La massa fusa, sotto forma di
grosse gocce con la radice rivolta verso il basso dette diapiri, si muove
verso l’alto per la sua minore densità
rispetto ai materiali circostanti.
A questo punto la risalita del magma è
relativamente rapida e avviene attraverso le rocce solide sovrastanti,
sfruttando ogni fessura che il magma stesso tende ad ampliare o a generare con la
sua spinta.
La velocità di risalita di un magma può variare moltissimo e dipende da molti fattori,
come la maggiore o minore viscosità del magma (che
dipende dalla composizione chimica), il volume di
magma che si forma, la profondità della zona in cui si
origina, la temperatura delle rocce attraverso cui risale
e così via. La risalita del magma può quindi farsi più
rapida o rallentare fino ad arrestarsi, per riprendere
successivamente; ad ogni arresto la natura chimica del
fuso può cambiare, ad esempio per assimilazione di
parte delle rocce con cui viene in contatto .
Se il magma arriva in superficie si innescano i fenomeni
vulcanici, con quella molteplicità di forme e di prodotti
cui si parlerà e che si giustificano con le diverse
condizioni in cui i magmi possono originarsi in
profondità e risalire all'esterno.
Struttura del vulcano
I vulcani possono essere:

lineari, se la lava eruttata proviene da fessure
della crosta terrestre (esempi rappresentativi
sono i vulcani di tipo islandese;
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

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centrali, se la lava fuoriesce da una bocca eruttiva (esempi sono i vulcani a
cono e a scudo);
areali, con diverse bocche eruttive distribuite in un’area più o meno estesa.
Gli edifici vulcanici si accrescono o in prossimità del cratere, estremità aperta in superficie di un condotto di forma, in genere, quasi cilindrica (vulcani centrali o areali),
oppure lungo spaccature che penetrano profondamente nell'interno della Terra (vulcani lineari) e che permettono la risalita di materiale fuso.
In un vulcano ad eruzione centrale il condotto o
camino vulcanico mette in comunicazione l'edificio esterno con l'area di alimentazione, che può
trovarsi da qualche decina fino a oltre 100 km di
profondità. In genere, nella sua risalita il magma
può ristagnare in un bacino magmatico o camera magmatica a debole profondità (fra 2-3 km e
10 km), da dove periodicamente, arriva all'esterno
e alimenta un'eruzione. Il camino può ramificarsi
in condotti secondari.
Sul fianco del vulcano scorre la colata lavica, che
può procedere più o meno velocemente, a seconda della sua viscosità. Oltre alla lava sono emessi
gas e proiettati frammenti solidi. Viene usato il
termine magma quando ci si riferisce al materiale
fuso presente all'interno della crosta, mentre
quando tale materiale fuoriesce in superficie e
perde gran parte dei gas e dei vapori che conteneva si parla di lava; essa, quando viene emessa,
ha una temperatura di 1000 °C . Svuotata la
camera magmatica, si può avere il collasso del
materiale e la formazione di una depressione nella
parte centrale del vulcano, chiamata caldera.
Forma del vulcano
La forma di un edificio vulcanico dipende strettamente dal tipo dei prodotti eruttati. In
base a tale morfologia si classificano in:

vulcani a plateau; non generano dei veri edifici vulcanici perché la lava che esce dalle fratture della crosta terrestre è di tipo prevalentemente basaltico e povera di gas. Essa tende quindi a fluire velocemente, distribuendosi in senso orizzontale ed occupando vaste aree del
territorio, formando una colata di tipo
tabulare detta plateau tipica dei vulcani
islandesi (dal francese vassoio o ripiano).
I plateaux possono essere a strati, segno
di eruzioni vulcaniche successive. Raramente dalle fessure può fuoriuscire magma acido di tipo riolitico con fuoriuscita
di una nube ardente invece di lava. Successivamente la fusione e compattazione
dei frammenti eruttati forma
dei
plateaux detti ignimbritici.
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
vulcani a scudo.
La forma
appiattita, leggermente bombata,
come gli scudi degli antichi guerrieri, di grandi edifici vulcanici, come quelli delle Hawaii, è dovuta
invece alla notevole fluidità delle
lave eruttate (lave basiche, molto
calde, che solidificano come basalti), in grado di scorrere per molti
kilometri in larghe colate. Hanno
eruzioni frequenti e prolungate,
basti pensare che un singolo evento può durare anche mesi. Di
questo tipo sono i vulcani più
grandi della Terra. Il maggiore tra
essi, il Mauna Loa, nell'Isola Hawaii, si alza per oltre 4 km sopra il livello del
mare, ma la sua base è sul fondo dell'oceano, a oltre 5 km di profondità, per cui
in definitiva il suo edificio è alto più di 9 km, con un diametro alla base di circa
250 kilometri.

vulcano a cono o a strato.
Si ha quando, in un vulcano, fasi
di effusioni laviche si alternano
con periodi di emissioni esplosive di frammenti sminuzzati di
lava, che si depositano poi intorno al cratere, dando origine alle
piroclastiti (scorie, lapilli, ceneri). L'edificio che ne risulta assume generalmente la forma di cono, costituito da un'alternanza di"strati" di lava e di piroclastiti, e viene chiamato genericamente vulcano-strato (o vulcano composto) (Il Vesuvio, l’Etna, lo
Stromboli, l’Isola di Vulcano)

vulcano a cono di scorie.
Se la lava è ricca di gas, l'attività
eruttiva è estremamente violenta
e favorisce la formazione di coni di
scorie, costituiti da pendii molto
inclinati formati da detriti piroclastici, oppure di diatremi, vulcani imbutiformi in cui il condotto
vulcanico è riempito parzialmente
da frammenti costituiti da piroclasti e da parti di un preesistente edificio
vulcanico.
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2 . Prodotti dell’attività vulcanica
Sono di tre tipi, classificati in base al diverso stato fisico della materia:



fluidi; rocce allo stato liquido sotto forma di lava
aeriformi; gas e vapori che si sprigionano dal magma
solidi; piroclasti
Prodotti fluidi
Viene usato il termine magma quando ci si
riferisce al materiale fuso presente all'interno della crosta, mentre quando tale materiale fuoriesce in superficie e perde gran
parte dei gas e dei vapori che conteneva si
parla di lava; essa, quando viene emessa,
ha una temperatura di 1000 °C .
I magmi reali non sono quasi mai completamente liquidi , ma costituiti da una miscela di liquido e cristalli e con l’abbassarsi della temperatura la percentuale di cristalli
aumenta fino a raggiungere lo stato solido.
La zona di formazione dei magmi risiede principalmente nell’astenosfera, una porzione
del mantello superiore posta a profondità comprese tra i 100 e i 250 km.
Nulla raggiunge la superficie terrestre dal centro della Terra.
Altre zone di produzione di magmi si trovano, in rari casi, all’interno della crosta terrestre (magmi anatettici).
In rari casi il magma può risalire alla superficie dal mantello profondo (hot spots).
La forma di un edificio vulcanico dipende strettamente dal tipo dei prodotti eruttati. Il
termine ha origine dal dialetto napoletano, che con "lava" indica i torrenti di acqua
mista a fango che scendono dalle colline intorno alla città dopo violenti acquazzoni
Una delle caratteristiche fisiche più importanti di una lava è la viscosità. La viscosità
è definita come la resistenza di un fluido allo scorrimento e dipende in modo particolare dalla composizione chimica e dalla temperatura del fluido. Una lava molta calda è
poco viscosa e scorre velocemente, mentre una con temperatura più bassa è viscosa,
scorre lentamente e tende ad accumularsi in colate molto spesse. Una lava molto viscosa può addirittura uscire a fatica dal cratere e formare ammassi quasi privi di
movimento. A parità di temperatura, le lave derivanti da magmi basici sono in genere
più fluide di quelle derivanti da magmi acidi.
Con la distanza dal centro eruttivo diminuisce la temperatura e in ogni tipo di lava
aumenta la viscosità. La velocità di scorrimento delle lave è generalmente di qualche
chilometro all'ora e diminuisce ulteriormente nelle zone più lontane dalla bocca
eruttiva. Proprio per la loro scarsa velocità, le colate di lava raramente rappresentano
un pericolo per le vite umane.
L'aspetto che assume una colata di lava può essere molto diverso a seconda della
presenza di silicio, della temperatura e di altri fattori che influenzano la possibilità di
movimento di un fuso in progressivo raffreddamento.
Si distinguono due tipi di lave: quelle subaeree e quelle subacquee.
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
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LAVE SUBAEREE
Quando la lava che fuoriesce è molto fluida, di tipo basaltico e povera di gas, forma in superficie rapidamente una
crosta levigata sotto la quale la lava continua a scorrere fino ad arrivare a grandi distanze. Tali lave assumono un aspetto liscio o segnato
da deformazioni plastiche e vengono
chiamate
con un termine hawaiiano
“pahoehoe” che tradotto vuol dire “che
ci si può camminare a piedi nudi”. Tale lava, solida ma ancora plastica, trascinata da quella sottostante, può arricciarsi in pieghe e
può essere detta, oltre che con il termine pahoehoe, anche lava a corde e
lava a budella.
Se la lava è più viscosa, la superficie
della crosta, più rigida, si spezza in numerosi frammenti
spigolosi e taglienti e assume un aspetto scabroso. Tale
lava viene chiamata lava a scaglie o “aa” (in hawaiano
indica che “non ci si può camminare sopra a piedi nudi”)
Quando la lava è molto viscosa si raffredda formando la
lava a blocchi, che vengono fatti rotolare dalla spinta del
materiale ancora fluido che avanza.

LAVE SUBACQUEE
La lava che fuoriesce e si trova a diretto contatto con l’acqua,
solidifica velocemente e la sua superficie si riveste di una crosta
vetrosa, che la pressione, esercitata dall’arrivo sottostante di nuova
lava fa rompere in vari punti. Fiotti di lava escono da tali fessure,
solidificano velocemente, formando in superficie un guscio vetroso.
Alla fine l’aspetto è quello di tante focacce sovrapposte e la lava
prende il nome di pillow lava o lava a cuscino.
Prodotti aeriformi
Tutti i magmi contengono rilevanti quantità di gas disciolti che vengono liberati
sia nel corso delle eruzioni che in periodi
di apparente quiescenza. L'importanza
degli aeriformi nei processi vulcanici è
duplice: da un lato essi hanno contribuito
a formare gran parte dell'atmosfera e
continuano ad alimentarla, dall'altro la
loro presenza favorisce la risalita e l'innesco delle eruzioni del magma, entro
cui si trovano disciolti.
I gas sciolti in un magma sono analoghi
all'anidride carbonica sciolta in uno spumante: quando si comincia a togliere il tappo dalla bottiglia, la pressione all'interno dì
quest'ultima diminuisce e subito l'anidride carbonica comincia a liberarsi dal vino sotto
forma di bollicine; togliendo com-pletamente il tappo, l'anidride carbonica si libera in
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gran quantità tumultuosamente e fuoriesce dalla bottiglia, trascinando con sé gran
parte del liquido.
La composizione dei gas vulcanici varia comunque sensibilmente da vulcano a vulcano
e in ogni vulcano varia nel tempo.
La distribuzione dei gas vulcanici è fondamentalmente determinata dal regime dei
venti.
I gas vulcanici sono costituiti da:
acqua, CO, CO2, composti dello Zolfo, del Cloro, del Fluoro, dell'Idrogeno e dell'Azoto.
Il monossido di Carbonio (CO) è
tossico anche per piccole concentrazioni ed è pericoloso perché inodore.
Anche l'anidride carbonica (CO2) è
inodore e, in concentrazioni superiori al
3-4%, diventa estremamente pericolosa in quanto può provocare asfissia
senza sintomi premonitori; essendo più
pesante dell'aria, essa tende a fluire e concentrarsi nelle zone morfologicamente
depresse.
L'anidride solforica (SO3) e l'anidride solforosa (SO2) sono tossici ma generalmente
avvertibili prima di raggiungere concentrazioni pericolose a causa del loro odore
intenso ed irritante. La reazione con goccioline di acqua nell’atmosfera può indurre
piogge acide.
L'acido solfidrico (H2S) è ben riconoscibile in piccole concentrazioni per il tipico odore
di uova marce; a concentrazioni elevate esso diventa però pressoché inodore ed è
pericoloso in quanto tossico per le vie respiratorie.
Azoto ed Idrogeno si combinano a dare ammoniaca (NH3) che è tossica, ma in genere
reagisce rapidamente con gas acidi (HCl, HF, ecc.) a dare composti innocui.
Il Fluoro, che in alte concentrazioni è tossico, può essere assorbito nella cenere
vulcanica che cade al suolo e può contaminare gravemente i pascoli e le falde
acquifere .
Il 26 Agosto del 1986 un enorme volume di anidride carbonica fu emesso dal Lago
Nyos in Camerun e uccise circa 1700 persone. Due anni più tardi un fenomeno simile
si manifestò nel lago Monoum, sempre in Camerun, e 37 persone persero la vita
Prodotti solidi
.
I prodotti solidi di derivazione vulcanica possono essere o colate laviche emesse per
eruzione effusiva dal cratere e poi solidificate o piroclastiti, frammenti solidi espulsi
per attività esplosiva dal vulcano.
Vengono proiettati in alto dall’attività esplosiva per poi ricadere a una distanza più o
meno grande, che dipende da:
dimensioni dei materiali emessi,
energia che li ha proiettati,
velocità del vento.

COME SI FORMANO I PIROCLASTI
Il fuso magmatico contiene in soluzione una quantità di gas che dipende dalla sua
composizione chimica e dalle condizioni di temperatura e pressione alle quali si trova.
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Man mano che il magma risale, diminuisce la pressione esterna e di conseguenza la
solubilità del gas nel liquido, per cui il gas inizia ad uscire dal magma formando delle
bolle. Continuando a salire, le bolle di gas in seno al magma si formano sempre in
numero maggiore, risalendo ed espandendosi. Fanno così aumentare il volume del
magma e la sua velocità di risalita. Espandendosi, le bolle vicine si uniscono. Oltre una
certa dimensione l'espansione termina e la pressione del gas all'interno delle bolle
riprende ad aumentare, perché continuamente riscaldate dal magma che le circonda.
Quando la pressione interna è più alta di quella esterna, la bolla esplode.
L'esplosione delle bolle avviene in parte all'interno del condotto vulcanico, prima che
il magma arrivi in superficie. Altre bolle scoppiano all'uscita dalla bocca eruttiva,
quando la pressione esterna è quella dell'aria.
L'esplosione delle bolle frammenta il magma in pezzi più o meno grandi che vengono
scagliati in alto. Le bolle che non hanno una pressione interna sufficiente per
esplodere, restano intrappolate nei brandelli di magma che raffreddano al contatto con
l'aria. Quanto più è alto il numero di bolle che esplode, tanto più il magma è
frammentato. Le piccole dimensioni dei frammenti favoriscono un raffreddamento
rapido che è la causa della struttura vetrosa di molti piroclasti. Le bolle inesplose
all'interno dei frammenti danno ai piroclasti l'aspetto poroso tipico delle pomici.
Parte del materiale piroclastico può essere lanciato o spostarsi nell’atmosfera (caduta
di piroclastiti), altro materiale può raccogliersi sui fianchi del vulcano dove può essere
ripreso da processi legati alla gravità e/o all’acqua, originando fenomeni collaterali
distruttivi e letali (flussi piroclastici, surge o lahar).
 CADUTA DI PIROCLASTITI
Un’eruzione esplosiva scaglia nell’atmosfera frammenti di roccia solida e di magma
fuso insieme a gas vulcanici con forza che può essere tremenda.
In relazione alle dimensioni le piroclastititi si classificano in:
- bombe (emesse allo stato liquido) e blocchi (emessi allo stato solido) di
diametro maggiore di 64 mm
- lapilli di diametro compreso tra 64 mm e 2 mm
- ceneri grossolane di diametro compreso tra 2 mm e 62 micron
- ceneri fini o polveri vulcaniche di diametro minore o uguale a 62 micron
I frammenti più grossi
a
p
illi tra2e6
4m
mB
C
e
n
e
ri < 2m
mL
lo
c
c
h
i >6
4m
m
(bombe e blocchi) di norma ricadono lungo traiettorie balistiche a distanze
non superiori ai 2-3 km
dalla bocca.
I frammenti più piccoli,
ceneri e lapilli, vengono
trascinati in alto e formano imponenti colonne eruttive che possono facilmente superare i 20 km
di altezza.
Anche le piroclastiti possono assumere aspetti
diversi. Se il magma che
fuoriesce è molto fluido e presenta gas, possono dare origine al lancio di brandelli di
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lava che, ricadendo ancora incandescenti e raffreddandosi formano delle scorie
vulcaniche. Quando sono di grandi dimensioni, tali brandelli solidificando in superficie
generano le bombe vulcaniche.
Nelle fasi esplosive del vulcano i gas che fuoriescono possono trascinare grandi
quantità di rocce strappate dalle pareti del camino e di lava sotto forma di minute
goccioline, che solidificano in vetro vulcanico. L’espulsione e la ricaduta di questi
materiali dà origine a vere e proprie coltri di piroclastiti, che a seconda delle loro
dimensioni si diversificano in blocchi, lapilli, cenere e polveri vulcaniche.
Se la brusca liberazione di gas avviene in un magma acido si forma una sorta di
schiuma vetrosa che l’eruzione esplosiva riduce in frammenti. Trascinati a grande
altezza, questi ricadono e si accumulano in livelli di pomici.
 FLUSSO PIROCLASTICO
Sono colate di masse molto calde e secche di materiali vulcanici che si muovono a
contatto con il terreno ad alte velocità.
Le aree investite dai flussi piroclastici vengono totalmente devastate: queste valanghe
ad alta velocità di cenere, frammenti di roccia e gas caldi abbattono, frantumano,seppelliscono o trascinano via qualunque ostacolo si frapponga al loro cammino.
Le velocità oscillano in genere tra 50 e 150 km/h in funzione soprattutto del loro
volume e dell’inclinazione del pendio sul quale scorrono.
Le elevate temperature della nube (sopra i 200 e fino a 700°) possono bruciare il
materiale combustibile (legno e carburanti), la vegetazione, le case.
I flussi piroclastici tendono a seguire le valli o altre depressioni anche se possono
avere sufficiente momento d’inerzia per superare colline o altre alture.
Oggetti e strutture vengono distrutti dall’impatto del detrito e dai forti venti che
caratterizzano la turbolenza del flusso, tutto il materiale combustibile viene
istantaneamente bruciato.
Persone e animali possono anche
essere uccisi nelle vicinanze del flusso
dalle esalazioni di gas e ceneri ad alta
temperatura.
L’alta velocità dei flussi preclude la
fuga e l’unica strategia possibile è
l’evacuazione
prima
della
loro
formazione.
 SURGE
Quando nel materiale piroclastico la
fase gassosa è più abbondante di
quella solida, il flusso si dice surge.
Il gas si muove vorticosamente tra i
piroclasti che sono mediamente di
piccole dimensioni (ceneri e lapilli). Mentre scorrono sul terreno, i surge si espandono
perché la turbolenza del gas dilata la nube e, nello stesso tempo, mantiene in
sospensione le particelle solide, così la nube, pur spostandosi nell’atmosfera, segue la
topografia del terreno su cui si muove ad alta velocità; possono superare i 100km/h.
 LAHAR
Nell'attività vulcanica l'acqua è spesso presente in abbondanza, sia per la fusione di
neve che ricopre eventualmente la sommità del vulcano, sia per la sua espulsione da
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un lago che occupi un cratere quando vi risalga della lava, sia, infine, per la
condensazione del vapore acqueo emesso in gigantesche nubi assieme ai gas.
Come conseguenza i detriti piroclastici incoerenti (cioè formati da granuli "sciolti", non
attaccati tra loro) assorbono acqua fino a diventare saturi e, soprattutto quelli che si
sono accumulati sulle pendici più ripide del vulcano, finiscono per diventare instabili e
per trasformarsi in colate di fango, chiamate lahar, che si incanalano lungo le valli
scendendo con forza distruttiva per parecchi kilometri. Quando si arresta, il fango
indurisce rapidamente e si trasforma in una solida roccia che imprigiona tenacemente
tutto quello che ha travolto e sepolto.
I lahar possono formarsi anche molto dopo l'eruzione,
per l'instabilità dei grossi accumuli di ceneri lungo le pendici più alte del vulcano, ma
possono innescarsi anche
lungo le pendici dei rilievi circostanti, raggiunti dalle piroclastiti che ne hanno colmato
le numerose incisioni. Prolungate precipitazioni, finiscono
per imbibire quei materiali
trasformandoli in colate di
fango che scivolano veloci
verso la pianura, lasciando a
nudo le valli che avevano
colmato
durante
vecchie
eruzioni.
Quanto è successo, per esempio, a Sarno, in Campania, nella primavera del 1998, investita da numerose colate di fango formate a spese delle piroclastiti che hanno
ricoperto le pendici dei rilievi appenninici nel corso delle eruzioni del vicino Vesuvio.
3 . Tipi di eruzione
Si potrebbero classificare i vulcani in base al tipo di eruzione, se queste non si
associassero allo stesso vulcano. Tuttavia la definizione dei tipi di eruzioni ha portato a
considerazioni interessanti che saranno esaminate di seguito. Il fattore che più
direttamente influenza il tipo di attività vulcanica e, quindi, di eruzione, è la viscosità
del magma in risalita. Come si ricorderà, la viscosità varia moltissimo con la natura
del magma.
Distinguiamo le seguenti attività:
 Attività effusiva dominante (magma fluido e contenuto in aeriformi variabile):
- eruzioni di tipo hawaiiano;
eruzioni di tipo islandese;
 Attività effusiva prevalente (magma meno fluido):
- eruzioni di tipo stromboliano.
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 Attività mista (effusiva-esplosiva) (magma viscoso e contenuto in aeriformi
elevato ):
- eruzioni di tipo vulcaniano;
- eruzioni di tipo pliniano;
- eruzioni di tipo peléeano.
 Attività solo esplosiva (interazione tra magma e acqua):
- eruzioni di tipo idromagmatico
Attività effusiva dominante
 ERUZIONI DI TIPO HAWAIANO
Sono caratterizzate da abbondanti effusioni
di lave molto fluide, che danno origine ai tipici vulcani a scudo. In tali edifici la sommità
è spesso occupata da un'ampia depressione,
chiamata caldera (dallo spagnolo, "pentolone"), formatasi per collasso delle pareti laterali del cratere dovuto allo svuotamento
completo della camera magmatica. Sul fondo
della caldera, fenomeni di collasso molto minori possono originare un cratere di forma
nettamente cilindrica, con pareti verticali, chiamato cratere a pozzo, sul cui fondo può
ristagnare un lago di lava.
Dalle lave fluide i gas si liberano in genere
tranquillamente, anche se talvolta, liberandosi dal
resto del magma possono generare getti di lava
emessi con più pressione, colonne che si
sollevano per metri, dette fontane di lava.
 ERUZIONI DI TIPO ISLANDESE
La lava, sempre molto fluida, fuoriesce da lunghe
fessure invece che da un edificio centrale. Il
ripetersi di tali eruzioni dalla stessa fessura porta
alla formazione di vasti espandimenti lavici
basaltici quasi orizzontali detti plateaux basaltici.
Attività effusiva prevalente
 ERUZIONI DI TIPO STROMBOLIANO
Tipiche dell'Isola di Stromboli, nelle Eolie, in cui
predomina un'attività esplosiva più o meno regolare. In tali eruzioni la lava, abbastanza fluida, ma
meno che nei casi precedenti (a Stromboli è una
varietà di basalto), ristagna periodicamente nel
cratere, dove inizia a solidificare. Al di sotto della
crosta solida che così si forma si vanno accumulando, però, i gas che continuano a liberarsi dal
magma; nel giro di un breve intervallo (un'ora o
anche solo pochi minuti), la pressione di questi gas,
che si trovano ad alta temperatura, cresce fino a
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far saltare la crosta con modeste esplosioni che lanciano in aria brandelli di lava fusa.
Esaurita la spinta dei gas che hanno innescato l'eruzione, la lava torna a ristagnare sul
fondo del cratere e si forma una nuova crosta solida, finché un nuovo accumulo di gas
farà ripetere il fenomeno.
Attività mista
 ERUZIONI DI TIPO VULCANIANO
Tipiche dell'Isola di Vulcano, nelle Eolie. Sono
caratterizzate da un meccanismo simile a quello
stromboliano, solo che la lava risulta molto più
viscosa in quanto acida, per cui i gas si liberano
con molta più difficoltà, mentre la lava solidifica
nella parte alta del condotto, dove forma un
"tappo" di grosso spessore. Di conseguenza, i gas
impiegano tempi più lunghi per raggiungere
pressioni sufficienti a vincere l'ostruzione; quando
ciò avviene, l'esplosione è violentissima.
 ERUZIONI DI TIPO PLINIANO
Viene indicato come vesuviano un tipo di attività vulcanica caratterizzato dall'estrema
violenza dell'esplosione iniziale, che svuota rapidamente un gran tratto del condotto
superiore: il magma può allora risalire con grande velocità da zone profonde, fino a
espandersi in maniera esplosiva uscendo dal cratere, dissolvendosi in una gigantesca
nube di minutissime goccioline.
Quando tali esplosioni raggiungono il loro aspetto più violento vengono definite eruzioni di tipo pliniano (da Plinio il Giovane, che per primo descrisse l’eruzione del Vesuvio del 79 d.C.).
La colonna di vapori e gas fuoriesce
dal condotto con tale forza e velocità
da salire diritta verso l'alto per alcuni
km, prima di perdere energia ed espandersi in una gran nuvola, che assume così una caratteristica forma di
un pino marittimo. Dalla nuvola ricadono su un'ampia area grandi quantità di frammenti di lava vetrificata,
sotto forma di pomici.
 ERUZIONI DI TIPO PELEEANO
Tipiche della Montagna Pelée, sull'Isola della Martinica sono caratterizzate dall'emissione di lava ad altissima viscosità e a temperatura relativamente bassa (600-800 0C), che
viene spinta fuori dal condotto
già quasi solida e forma cupole
o torri alte qualche centinaio di
metri. Dalla base di queste
possono sfuggire grandi nuvole
di gas e vapori caldissimi, che
portano in sospensione notevoli
quantità di ceneri e di lava
APPUNTI DI SCIENZE della TERRA
Prof.ssa Patrizia Moscatelli
Liceo Scientifico Statale Vito Volterra
I vulcani
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fine-mente polverizzata che rotolano come valanghe lungo le pendici del vulcano e si
espandono su vaste aree con grande velocità dette nubi ardenti discendenti.
Attività solo esplosiva
 ERUZIONI DI TIPO IDROMAGMATICO
Sono dovute all'interazione tra magma e l'acqua che permea le rocce (acqua di falda).
Il brusco passaggio dell'acqua allo stato di vapore genera enormi pressioni che possono far saltare l'intera colonna di rocce sovrastanti, aprendo un condotto verso l'esterno. Dal cratere esce con grande violenza una colonna di vapore che trascina con
sé frammenti di rocce e lava finemente polverizzata. Dalla base di tale colonna parte
con violenza un base-surge, una specie di onda d'urto concentrica, tipica di esplosioni
violente, che dà origine a una densa nuvola, a forma di anello, di vapore e materiali
solidi, che si espande a
grande velocità (oltre
150 km/h) a partire dal
perimetro del cratere.
Dalle pendici del vulcano scendono rapidamente flussi roventi di
materiali piroclastici che
investono e distruggono
le zone intorno. Il Vesuvio ne è un esempio: la
sua eruzione del 79 d.C.
ebbe tragiche conseguenze proprio per l'innescarsi di una forte
attività idromagmatica.
4 . Manifestazioni tardive
I fenomeni vulcanici non si esauriscono con la fine delle eruzioni ma continuano con
l’emissione di gas caldi e vapore acqueo, a questi fenomeni si dà il nome di
vulcanesimo secondario. L’attività può essere prolungata nel tempo oppure può
essere caratterizzata da brevi periodi eruttivi.
Spesso si alternano tra una fase di attività e l’altra , lunghi
periodi di riposo , o quiescenza , durante i quali il vulcano
appare spento ( ma in realtà non lo è). Nella fase finale della
vita di un vulcano si manifestano i fenomeni di vulcanesimo
secondario, caratterizzato da emissioni di gas e vapori.
Le sorgenti termali sono un esempio di manifestazioni
tardive. Molto diffuse in Italia, sono costituite da acque
calde, ricche di gas e sali minerali, spesso sfruttate per le
loro proprietà terapeutiche esse sono costituite da acque
calde che risalgono in superficie. Derivano dal vapore
acqueo, proveniente dal magma che si condensa, oppure dal
riscaldamento delle acque sotterranee per contatto con rocce
calde. Si pensi alle terme di Abano e dintorni(Colli Euganei,
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Padova), dove il vulcanismo è estinto addirittura da 30 milioni di anni, agli impianti di
cura di Ischia e a tante altre località termali di cui l'Italia è ricca.
Fenomeni legati a queste manifestazioni tardive sono i geyser,
che abbondano nell'America Settentrionale e in Islanda e che
costituiscono un'attrazione turistica; essi si manifestano quando
da una cavità aperta in superficie viene emessa, a intervalli
quasi regolari, un'alta colonna d'acqua (molto calda e ricca di
sostanze minerali), che viene spinta a grandi altezze, come
un'enorme fontana.
Altro
esempio
sono
i
soffioni boraciferi, getti
caldissimi di vapor d'acqua,
di acido borico e di altri gas (CO2, H2SO4, NH3
etc.) che fuoriescono ad alta pressione e
temperatura di circa 200 °C attraverso fessure
del terreno, raggiungendo fino a 20 m di altezza.
I soffioni boraciferi di Larderello, in Toscana,
erano un tempo sfruttati per l'estrazione
dell'acido borico; oggi sono utilizzati per la
produzione di energia.
Le solfatare sono emissioni di vapori d'acqua
surriscaldato assieme all'anidride carbonica e
ad acido solfidrico: da queste si libera zolfo
libero che si deposita come incrostazione
attorno alle bocche di emissione. La più
importante solfatara in Italia è quella di
Pozzuoli, situata all'interno del cratere di un
vulcano estinto.
Le fumarole sono emissioni di acqua e
anidride carbonica ad alta temperatura. Sono
presenti nei Campi Flegrei, a Ischia, alle
pendici dell'Etna e nelle Isole Eolie